Номенклатура комплексных соединений.

Современная систематическая номенклатура комплексных соединений, утвержденная Международным Союзом по Чистой и Прикладной Химии (IUPAC), определяет правила написания формул и названия комплексных соединений.

Ранее комплексные соединения называли по их окраске (например, [Co(NH₃)₆]Cl₃ – «лутео-» желтая соль, [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂ – «пупурео-» красная соль) или по имени химика, впервые сообщившего о получении комплекса (например, соль Фишера K₃[Co(NO₂)₆], соль Рейнеке NH₄[Cr(NH₃)₂(NCS)₄]).

Формулы комплексных соединений– внутреннюю сферу комплекса заключают в квадратные скобки. Внешнесферные катионы и анионы с указанием их числа нижним индексом в формуле комплекса помещают справа и слева от внутренней сверы. Состав внутренней сферы указывают слева на право в следующем порядке: комплексообразователь, положительно заряженные, нейтральные и отрицательные лиганды с указанием нижним индексом их числа – [M_n(L⁺)_x(L⁰)_y(L^-)_z].

При одинаковом заряде лигандов:

- лиганды слева на право располагают в порядке уменьшения относительной электроотрицательности их донорных атомов, например, H₂O записывают левее NH₃; C₂H₅N левее CO;

- более простые лиганды располагают левее более сложных, например, N₂ левее NH₃, NH₃ левее N₂H₄, N₂H₄ левее NH₂OH.

Перед мостиковыми лигандами в составе многоядерных комплексов ставят префикс µ-«мю» - [AlCl₂(µ-Cl)]₂.

Для популярных лигандов часто используются специальные обозначения (табл. 2.2).

Табл. 2.2. Обозначения популярных лигандов.

При записи формулы металлоорганического комплекса для указания, что все ненасыщенные атомы углерода кольца лиганда связаны с центральным атомом комплексообразователем используют префикс h «гапто» (греч. «связывать») перед лигандом – [Pd(µ-Cl)(h-C_nH_2n-2)]₂.

При указании конкретного изомера комплекса перед его формулой указывают буквенные, цифровые или символьные приставки – «цис» и «транс», «mer» и «fac», «1, 3» и «2, 4», «D» и «L» и т.д.

Название комплекса – состоит из названия внешне- и внутрисферной составляющей. Внешнесферные анионы и катионы комплекса называются также как и в составе обычных солей: ClO₄^- перхлорат, Cl^- хлорид, Mg²⁺ магний, Fe³⁺ железо(III). Внутрисферная составляющая комплекса называется одним словом, состоящим их названия лигандов и комплексообразователя.

Лиганды перечисляют в зависимости от их заряда: анионы – H^-, O^2-, OH^-, неорганические, органические; нейтральные – H₂O, NH₃, неорганические, органические; катионы.

Название анионного лиганда состоит из названия атома или группы атомов химических элементов в составе аниона с добавление окончания «о» - Cl^- хлоро, CH₃COO^- ацетато, CN^- циано, SO₃S^2- тиосульфато, CO₃^2- карбонато.

Нейтральные лиганды называют также как молекулы – P(C₆H₅)₃ трифенилфосфин. Ряд нейтральных лигандов имеет специальные названия: NH₃ «енн», H₂O «аква», СО «карбонил», NO «нитрозил»…

Название катионного лиганда состоит из названия катиона с добавлением окончания «ум» - NH₂NH₃⁺ гидразиниум. Число одинаковых лигандов в составе внутренней сферы комплекса указывается числовой приставкой – «ди», «три», «тетра»… Для сложных органических лигандов, содержащих в своем названии приставки «ди», «три», «тетра»…, используют приставки – «бис», «трис», «тетракис»…

За названием лиганда указывают название комплексообразователя и его степень окисления римскими цифрами в круглых скобках:

- для катионного комплекса название элемента указывается в родительном падеже – платины(II), кобальта(III), никеля(II). Например: [Rh(NH₃)₄Br₂]NO₃ нитрат дибромотетраамминродия(III);

- для нейтрального комплекса название элемента комплексообразователя указывается в именительном падеже – платина, кобальт, никель, причем, допускается отсутствие квадратных скобок и указания степени окисления комплексообразователя. Например: Cu(NH₃)₂Cl₂ дихлородиамминмедь;

- для анионного комплекса название комплексообразователя состоит из латинского названия элемента с добавлением окончания «ат» или «овая» и указания его степени окисления римскими цифрами в круглых скобках – платинат(II), феррат(III), меркурат(II), антимонат(V). Например: H₂[PtCl₆] гексахлороплатинат(IV) водорода или гексахлороплатиновая(IV) кислота, Fe[HgI₄] тетраиодомеркурат(II) железа(II), K[SbF₆] гексафтороантимонат(V) калия.

Для указания способа координации амбидентатных лигандов, способных координироваться различными донорными атомами (NO₂^- и ONO^-, NCS^- и SCN^-) используют разные названия лиганда – [Co(NH₃)₅NO₂](NO₃)₂ нитрат нитропентаамминкобальта(III), [Co(NH₃)₅ONO](NO₃)₂ нитрат нитритопентаамминкобальта(III); [Rh(NH₃)₅NCS](ClO₄)₂ перхлорат тиоцианатопентаамминродия(III), [Rh(NH₃)₅SCN](ClO₄)₂ перхлорат изотиоцианатопентаамминродия(III).

Исторически в русскоязычной и англоязычной литературе сложился различный порядок названия как анионных и нейтральных внутрисферных лигандов, так и комплексных соединений (табл. 2.3).

Табл. 2.3. Рускоязычное и англоязычное название комплексов.

Название полиядерных комплексов с мостиковыми лигандами начинают с названия мостиковых лигандов в порядке их усложнения, затем названия немостиковых лигандов в порядке отмеченном выше и затем название комплексообразователей с указанием их числа. При наличии в комплексе одинаковых фрагментов могут использоваться численные приставки – [(NH₃)₅Co(µ-NH₂)Co(NH₃)₅]Cl₅ хлорид (µ-амидо)-декаамминдикобальта(III) или хлорид (µ-амидо)-бис(пентаамминкобальта(III)), [Cl₂Al(µ-Cl)₂AlCl₂] ди-(µ-хлоро)тетрахлородиаллюминий или ди(µ-хлоро)-бис(дихлороаллюминий).

Кластерные комплексы называют в соответствии с выше приведенными правилами IUPAC: [Re₃Cl₉]^3- - три(µ-хлоро)-трис(дихлорорений(II)) ион, [Ru₄(CO)₁₂(C₂Ph₂)]^- - дифенилацетилен-тетракис-(трикарбонилрутений) ион.

Следует отметить, что получение комплексных соединений все более сложного состава и особенно супрамолекулярных комплексов приводит к определенным сложностям их названия в соответствии с правилами IUPAC, главным принципом которых является однозначное соответствие названия комплекса его составу и строению. В последние годы в литературе многие сложные комплексы называют используя специальные названия, не отвечающими их составу и строению. Это указывает на необходимость разработки новых правил IUPAC составления названий сложных химических соединений.

Контрольные вопросы.

1. Какие из химических соединений – 4KCN^.Fe(CN)₂, K₂SO₃, SO₂Cl₂, KCl^.PtCl₂^.C₂H₂, SO₂^.10H₂O, NaCl_тв. – являются комплексными ? Ответ обоснуйте.

2. Приведите примеры комплексов, классифицируемых по природе лигандов.

3. Определите понятия: координационное число и дентатность лиганда.

4. Приведите примеры лигандов характеризующихся: а) s-донорным, б) s- и p-донорным, в) s-донорным и p-акцепторным лиганд-металл характером химической связи.

5. Какие комплексные соединения называют: а) внутрикомплексными, б) хелатными, в) комплексонатами, г) ионофорами, д) биокластерами.

6. Для обозначения каких лигандов используется аббревиатура: а) En, б) Edta^4-, в) Bpy, г) Phen, д) Thio?

7. Определите координационное число комплексообразователя, дентатность лигандов и заряд внутренней сферы комплексов: дихлоробис(оксалато)ирридат(III) ион,

дигидроксодихлороэтилендиаминплатина,

дироданобисэтилендиаминхрома(III).

8. Напишите формулы комплексных соединений, состав которых определяется следующими эмпирическими форулами: а) CoCl₃^.3NH₃, б) PtCl₂^.3NH₃, в) Cr(NO₃)₃^.6NH₃, г) AuCl^.KCl, д) Rh(NO₂)₃^.3KNO₂.

9. Напишите формулы всех возможных комплексов платины(II) c внутренней сферой на основе аммиачных и бромидных лигандов.

10. Напишите формулы всех возможных комплексов кобальта(III) c внутренней сферой на основе этилендиамина и иодид ионов.

11. Приведите русскоязычное и англоязычное название комплексов: а) K₂[Hg(SCN)₄], б) [Cr(H₂O)₄Cl₂]NO₃, в) Na₂[PtCl₃NO₂], г) [PtEn₂ClBr](NO₃)₂, д) [Pd(PPh₃)₂Br₂].

12. Напишите формулы следующих комплексов:

а) дибромодиамминпалладий,

б) нитрат дихлоротетраамминплатины(IV),

в) тетракис(тиоцианато)кобальтат(II) натрия,

г) дихлоробис(диметилсульфоксид)палладий,

д) тетрахлороаурат(III) натрия.

13. Состав комплекса кобальта(III) с координационным числом шесть описывается эмпирической формулой CoCl₃^.NaCl^.xH₂O. Определите величину «х» и назовите соединение.

14. Какое количество AgCl выпадет в осадок, если к одному молю вещества с эмпирической формулой CoCl₃^.4NH₃ добавить избыток нитрата серебра?

15. По данным элементного анализа комплексное соединение имеет состав Co(SO₄)Cl^.5NH₃. При введении в водный раствор комплекса избытка BaCl₂ образуется белый осадок, а при введении AgNO₃ осадок не образуется. Напишите формулу и назовите комплекс.

16. К водному раствору 0.03 моля комплекса IrCl₃^.5NH₃^.H₂O добавили избыток AgNO₃, что привело к образованию 0.09 моля AgCl. Напишите формулу и назовите комплекс.

17. Для полного осаждения бромид ионов из 100 мл 0.02 моль/л раствора CrBr₃^.5H₂O потребовалось 20 мл 0.2 моль/л раствора AgNO₃. Напишите формулу и назовите комплекс.

18. Определите понятия: первичная и вторичная диссоциация комплексов.

19. В чем заключается хелатный эффект и какова его причина ?

20. Расположите следующие комплексы в зависимости от их устойчивости к процессу вторичной диссоциации: а) [AuI₄]^-, [AuBr₄]^-, [AuCl₄]^-, [AuF₄]^-б) [CrI₆]^3-, [CrBr₆]^3-, [CrCl₆]^3-, [CrF₆]^3-.

21. С точки зрения правила Сиджвика к образование следующих комплексов: а) [Co(CN)CH₃]^2-, б) [Ptbpy₂(Ph)₂], в) [PtCl₃(C₂H₄)]^-, г) [Ni(C₃H₅)₂].

22. Приведите примеры органических лигандов, которые в металлоорганических комплексах относятся к 5-ти и 6-ти электронным ?